C++单例模式的懒汉模式和饿汉模式怎么实现

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懒汉模式

懒汉模式在第一次用到类实例的时候才会去实例化，就是不到调用getInstance函数时，这个类的对象是一直不存在的。懒汉本身是线程不安全的。

#include <iostream>using namespace std;class Singelton{private:    Singelton(){        m_count ++;        printf("Singelton begin\n");        Sleep(1000);// 加sleep为了放大效果        printf("Singelton end\n");    }    static Singelton *single;//定义一个唯一指向实例的指针，并且是私有的public:    static Singelton *GetSingelton();//定义一个公有函数，可以获取这个唯一实例    static void print();    static int m_count;}; //将唯一指向实例的指针初始化为nullptrSingelton *Singelton::single = nullptr;int Singelton::m_count = 0;Singelton *Singelton::GetSingelton(){    if(single == nullptr){//判断是不是第一次使用        single = new Singelton;    }    return single;}void Singelton::print(){    cout<<m_count<<endl;}int main(){singleton* a1 = singleton::GetInstance();cout << a1 << endl;a1->print();singleton* a2 = singleton::GetInstance();cout << a2 << endl;a2->print();system("pause");return 0;}

懒汉模式的singleton类有以下特点：

他有一个指向唯一实例的静态指针，并且是私有的。

它有一个公有的函数，可以获取这个唯一的实例，并且在需要的时候创建该实例。

它的构造函数是私有的，这样就不能从别处创建该类的实例。

饿汉模式

饿汉模式在单例类定义的时候（即在main函数之前）就进行实例化。因为main函数执行之前，全局作用域的类成员静态变量m_Instance已经初始化，故没有多线程的问题。

#include <iostream>#include <process.h>#include <windows.h>using namespace std;class Singelton{private:    Singelton(){        m_count ++;        printf("Singelton begin\n");        Sleep(1000);                            // 加sleep为了放大效果        printf("Singelton end\n");    }    static Singelton *single;//定义一个唯一指向实例的指针，并且是私有的public:    static Singelton *GetSingelton();//定义一个公有函数，可以获取这个唯一实例    static void print();    static int m_count;};// 饿汉模式的关键：定义即实例化Singelton *Singelton::single = new Singelton;int Singelton::m_count = 0;Singelton *Singelton::GetSingelton(){    // 不再需要进行实例化    //if(single == nullptr){    //    single = new Singelton;    //}    return single;}void Singelton::print(){    cout<<m_count<<endl;}int main(){cout << "we get the instance" << endl;singleton* a1 = singleton::getinstance();singleton* a2 = singleton::getinstance();singleton* a3 = singleton::getinstance();cout << "we destroy the instance" << endl;system("pause");return 0;}

线程安全的懒汉模式

在多线程环境下，懒汉模式的上述实现方式是不安全的，原因在于在判断instance是否为空时，可能存在多个线程同时进入if中，此时可能会实例化多个对象。于是出现了二重锁的懒汉模式，实现代码如下：

#include<iostream>#include<mutex>using namespace std;//线程安全的单例模式class lhsingleClass {public:static lhsingleClass* getinstance(){//双重锁模式if (instance == nullptr){//先判断是否为空，如果为空则进入，不为空说明已经存在实例，直接返回            //进入后加锁i_mutex.lock();if (instance == nullptr){//再判断一次，确保不会因为加锁期间多个线程同时进入instance = new lhsingleClass();}i_mutex.unlock();//解锁}return instance;}private:    static lhsingleClass* instance;static mutex i_mutex;//锁lhsingleClass(){}};lhsingleClass* lhsingleClass::instance=nullptr;mutex lhsingleClass::i_mutex;//类外初始化 int main(){lhsingleClass* lhsinglep5 = lhsingleClass::getinstance();lhsingleClass* lhsinglep6 = lhsingleClass::getinstance();cout << lhsinglep5 << endl;cout << lhsinglep6 << endl;system("pause");return 0;}

此代码共进行了两次判断：

• 先判断是否为空，如果为空则进入，不为空说明已经存在实例，直接返回。

• 再判断一次，确保不会因为加锁期间多个线程同时进入。

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